串联谐振高频链逆变器数字化控制

串联谐振技术、高频链技术和周波变换技术的完美结合,使逆变电源实现了ZCS软开关、缩小了整机体积、能量双向流动,促进了逆变电源朝高频、高效、小体积方向的发展。数字化控制代替模拟控制,可以使逆变电源便于采用各种先进的控制策略,以提高逆变电源的各种性能,逆变电源的数字控制已成为逆变电源的重要发展趋势。     

逆变电源技术及其发展概况

本文首先介绍了逆变电源技术的基本概念和衡量逆变电源的性能指标,接着对逆变电源的各种实时反馈控制技术进行了分析对比,最后介绍了逆变电源的发展趋势。     

正弦波逆变电源的研究现状与发展趋势

现代电力电子技术的迅猛发展,使逆变电源广泛应用于各个领域,同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。逆变电源输出波形质量包括稳态精度高、动态性能好以及负载适应性强。这种结构简单动静态性能优良和负载适应性强的逆变电源,一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。     

新型单相逆变电源及其调制方式的研究

提出了一种基于调制波重构技术新型的单相逆变电源。通过对其谐波产生原因进行深入细致分析,并研究电力系统处于三相平衡状态和不平衡状态对逆变电源工作特性的影响,提出了一种新的谐波消除脉冲宽度调制方法。该方法的采用简化了逆变电源主电路结构,可以大大减小甚至去掉了传统逆变电源的直流侧滤波电容。该逆变电源具有网侧电流畸变率低、输出电压谐波小及响应速度快等特点。最后通过仿真比较了基于调制波重构技术的新型逆变电源和基于传统技术的逆变电源的性能,结果验证了理论分析的正确性,证明此种新的逆变电源及其调制波生成方法的良好特性,具有广阔的应用前景。     

变电站监控系统中逆变电源的实际应用与维护

逆变电源在输入电流、负载性质和配置等方面影响下,可能会中断供电甚至损坏逆变装置。阐述了在线逆变电源的工作原理,讨论了逆变电源应用中应注意的电源负载率大小、配置参数和应配备完善的保护功能等问题。在现场运行中,应合理使用逆变电源,及时根据输入电源实际状况和负载性质调整逆变电源的运行状态,使其达到最佳运行效果。     

新产品、新技术

合肥阳光推出多款新型逆变电源日前,合肥阳光新技术有限公司推出了太阳能、风力发电经济型逆变电源,风光互补型逆变电源,并网型逆变电源以及智能控制器。经济型逆变电源将太阳能控制器和逆变器合二为一,主要应用于牧区、海岛、村庄的小型太阳能、风力发电电站;风光互补型逆变电源同时具有太阳能控制和风力发电控制功能,全桥电路结构,输入电压12V或24V,可以构成风光互补混合供电系统,性能价格比较高;并网型逆变电源利用电网本身可吸收巨大能量的特点,通过电源内部的电源调节器将太阳能电池发出的电力最大限度地回馈给电网;新一代智能控制器…     

SPWM逆变电源的无互联信号线并联控制技术

该文提出了一种可适用于分布式发电系统或大容量UPS系统的高性能数模混合型逆变电源无线并联控制方案。这种控制技术以DSP为核心，通过检测逆变电源自身的输出功率来对高性能模拟SPWM逆变电源的电压幅值及频率进行下垂控制，从而实现了逆变电源的并联同步运行。实验结果表明，逆变电源均分负载电流的效果很好，逆变电源之间的环流很小。     

一种新的单相逆变电源及其调制方式的研究

该文提出了一种新型单相逆变电源。通过对其谐波产生原因进行深入细致分析，并研究电力系统处于三相平衡状态和三相不平衡状态对逆变电源工作特性的影响，提出了一种新的谐波消除脉冲宽度调制方法，从而简化了逆变电源主电路结构，可以大大减小甚至去掉了传统逆变电源的直流侧滤波电容。最后通过仿真验证了新型逆变电源及其脉冲宽度调制方法的良好特性一一网侧电流畸变率低、输出电压谐波小及响应速度快。     

逆变电源并联技术研究

逆变电源并联是提高电源系统可靠性,扩充系统容量的有效方式。本文分析了逆变电源并联运行时环流产生的原因,在此基础上详细介绍了逆变电源并联运行控制的几种方法,指出了逆变电源并联技术发展的趋势。     

SPWM逆变电源的自动主从并联控制技术

本文提出了一种可用于分布式发电系统或大容量UPS系统的逆变电源并联控制技术———自动主从并联控制技术。这种控制技术以并联的逆变电源输出功率的特性为基础,并采用自动主从控制策略来实现逆变电源的同步并联运行。实验装置以DSP为核心,并以带电容电流反馈的高性能SPWM逆变电源为基础,采用自动主从并联控制技术实现了逆变电源的并联运行。实验结果表明,逆变电源之间的均流效果很好。     

基于DSP与CPLD的三电平NPC逆变器载波调制方法研究

介绍了三电平中点箝位型(NPC)逆变器的特点与控制策略,给出了基于DSP与CPLD数字控制平台的三电平中点箝位型逆变器的系统设计方案,重点分析了SPWM控制原理,并通过实验验证了SPWM调制方法的特点。     

数字化过程对脉宽调制逆变电源性能的影响机理

数字控制已成为新型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变电源控制技术发展的主流,然而传统的PID模拟控制方案在逆变电源的数字实现中效果不如模拟控制,该文从零阶保持过程和滞后一拍控制这2方面分析数字化过程对PWM逆变电源性能的影响机理,得出结论如下：由于数字控制零阶保持的作用,逆变电源的开环特性随着采样频率发生较大变化;零阶保持过程改变了PWM逆变电源闭环系统稳定性,相对于模拟控制稳定范围大大降低;随采样周期不同,滞后一拍控制改变了数字PWM逆变电源闭环稳定性。实验验证了分析的正确性。     

基于数字PID的逆变电源复合控制技术

简要介绍了逆变电源的数字控制技术现状,详细分析了三种实际应用较多的复合控制技术,并指出复合控制是逆变器数字控制技术的一个发展方向。     

基于极点配置PI数字双环PWM逆变器的研究

本文分析了正弦波PWM逆变器的实际应用情况和数字控制的特点,在建立了逆变器及其控制系统的状态空间模型基础之上,采用了一种带输出电流前馈的PI数字双环控制方案(电感电流内环电压外环),并对控制系统直接离散化后利用极点配置的方法设计了控制系统参数,最后给出了在各种实验条件下的仿真波形。仿真结果表明,该方案设计简单可行,并能很好地达到逆变电源的各项性能指标要求。     

带状态观测器的逆变器增广状态反馈控制和重复控制

提出了一种带状态观测器的逆变器增广状态反馈控制和重复控制技术.在分析了单相逆变器的连续时间和离散时间模型之后,详细介绍了逆变器的增广状态反馈控制的原理和设计方法.为了减少检测装置和提高数字控制系统的性能,设计了基于电容电压和电容电流的状态观测器.最后简单介绍了逆变器的重复控制技术,并且设计了带状态观测器的逆变器增广状态反馈极点配置和重复控制复合控制系统.实验结果验证了应用该控制方法的逆变器能够得到良好的稳、动态性能.     

基于异步变频调制的UPS逆变数字锁相技术

针对不间断电源(UninterruptedPowerSupply,UPS)控制的数字化趋势,提出了一种应用于数字化UPS的逆变锁相控制技术。与其它数字锁相技术不同的是,该技术基于一种可变频的异步调制算法。该算法具有精度高、程序实现简单、易于对逆变输出进行变频/移相控制等众多优点,再结合市电/逆变输出的相位反馈逻辑,即可实现UPS逆变与市电的同频同相输出。实验证明,该数字锁相技术不仅简单有效,而且锁相稳定、快速且锁相精度高,具有极高的实用价值。     

基于DSP的双极性双调制波高频链逆变器实现

研究了电压型高频链逆变器的拓扑及控制方式。选用了全桥全波式高频链逆变器作为主电路,采用双极性双调制波控制方案解决双向电压型高频链逆变器的固有电压过冲问题。理论分析了电路拓扑和控制策略的合理性和变换器开关器件实现软开关的可行性。设计了基于双极性双调制波控制的软件程序及数字PI控制器算法的TMS320F2812的闭环控制系统。实验结果表明,高频逆变桥开关管实现了ZVS开通,周波变换器开关管实现了ZCS关断,高频链逆变器输出高质量的正弦波电压,证明了基于DSP控制的双极性双调制波控制模式的高频链逆变器可行性。     

三相逆变器数字孪生系统的参数辨识研究

电力电子变换器的参数辨识能提升系统控制和运行效果,然而传统的参数辨识方法难以同时辨识多组参数且辨识结果精度较低。针对此问题,提出了基于数字孪生的三相逆变器参数辨识方法。首先,构造出数字孪生三相逆变器,包括利用Runge-kutta库塔方法建立三相逆变器主电路的数学模型和控制器离散模型。然后,利用自适应粒子群优化算法更新并优化数字孪生逆变器的电路参数,直至数字孪生逆变器和物理逆变器相应的电路参数相同。最后,通过仿真和实验验证了所提参数辨识方法的有效性。结果表明,该方法在稳态与动态条件下均能快速地辨识出物理逆变器的电感、寄生电阻和开关管内阻参数,辨识结果的相对误差在2%以内。     

全数字控制无变压器式单相光伏并网逆变器

研究了一种两级式非隔离式光伏并网方案,前级采用交错并联双Boost电路,后级使用半桥逆变器。分析了无变压器式逆变器的剩余电流问题及半桥逆变器抑制剩余电流的机制。给出了Boost电感和逆变电感关键参数的设计方法。给出了数字方法实现的两级电路复合控制策略及实现方法。重点分析并提出了单定时器交错并联驱动生成策略。试验验证了控制方法的有效性和可行性。     

基于高频链1．5kVA数字方波逆变器的研制

介绍了带有高频链结构的数字方波逆变器的研制,具有体积小、重量轻、成本低等优点;同时,该逆变器采用单片机控制,具有过温、过压、欠压等监控保护电路,使其性能和可靠性大大增强。测试结果表明,该逆变器输出电压稳定、精度高、瞬态响应快、稳定性好,能够满足大部分车载设备的用电需求。